マイクロ波フォトニクス技術の通信・計測への応用:マイクロ波フォトニクス集積デバイス技術

Abstract

Microwave photonics monolithically integrated circuits operating at the frequencies of over 100 GHz have been developed. In this paper, two integrated components are presented. One is InP/InGaAs unitraveling carrier photodiode (UTC-PD) integrated with low-loss coplanar waveguide (CPW) on Si. The other is monolithically integrated 120-GHz photonic emitter in which UTC-PD was integrated with patch antenna on Si. The performance of UTC-PD on Si was similar to that of UTC-PD on InP. The loss of the CPW is at least 1/2 lower than that of conventional one at the frequencies of over 100 GHz. For the monolithic photonic emitter, the radiation of millimeter-wave signal was demonstrated.

100GHzを超える周波数で動作するマイクロ波フォトニクスデバイスをモノリシックに集積する技術を開発した。本論文では、InP/InGaAs単走行キャリアフオトダイオードとミリ波伝送線またはアンテナをSi基板上に集積化するためのプロセス技術と、その性能を評価した結果について述べる。まず、Si基板上に製作した単一走行キャリアフォトダイオードについては、InP基板上に製作したものと同等の性能を実現できた。ミリ波伝送線では、100GHz以上の周波数において従来の伝送線に比べ損失を半分に低減した。また、Si基板上にアンテナとUTC-PDを集積化したフォトニックエミッタを製作し120GHz帯の動作を確認した。